Caracteristicas de pilotes

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CONTENIDO
INTRODUCCION....................................................................................................................3
DEDICATORIA.......................................................................................................................4
CARACTERISTICAS DE PILOTES...............................................................................................5
PILOTES DE MADERA ............................................................................................................5
DEFINICION......................................................................................................................5
CARACTERITICAS...............................................................................................................6
DURABILIDAD DE LOS PILOTES DE MADERA........................................................................6
ESPECIES TRADICIONALES Y DURABILIDAD.........................................................................7
DISEÑO Y PUESTA EN OBRA DE PILOTES.............................................................................7
PILOTES DE MADERA TRATADA .........................................................................................8
PILOTES DE CONCRETO PRECOLADO INSITU...........................................................................9
DEFINICION......................................................................................................................9
METODOLOGÍAS DE LA CONSTRUCCIÓN DE LOS CONCRETO PRECOLADOS INSITU................9
TAREAS PRELIMINARES.....................................................................................................9
TRAZO..............................................................................................................................9
PERFORACIÓN..................................................................................................................9
PILOTES SIN MOLDE (PERFORADOS) ................................................................................13
Armaduría......................................................................................................................13
PILOTES PERFORADOS........................................................................................................17
A) Generalidades:...........................................................................................................17
B) Tipos:.........................................................................................................................17
PILOTES DE DESPLAZAMIENTO............................................................................................23
DEFINICION....................................................................................................................23
1. Pilotes de desplazamiento con azuche..........................................................................23
2. Pilotes de desplazamiento con tapón de gravas............................................................25
PILOTES COMPUESTOS: concreto y madera..........................................................................26
PILOTES DE PUNTA DE ACERO.............................................................................................26
Definición de pilotes.......................................................................................................26
Condiciones del suelo que requiere la cimentación profunda............................................26
PILOTES DE ACERO..........................................................................................................27
LOS PILOTES DE SECCIÓN EN H: .......................................................................................27
PILOTES DE TUBO ...........................................................................................................31
CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE PILOTES DE PUNTA ...............................................35

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OBRAS PERUANAS CON PILOTES DE ACERO......................................................................36
DRENES VERTICALES...........................................................................................................37
Teoría de la consolidación...............................................................................................37
Procedimiento de ejecución............................................................................................37
Programa típico de consolidación....................................................................................38
DRENES VERTICALES...........................................................................................................39
Función..........................................................................................................................40
Ventajas.........................................................................................................................40
Desventaja.....................................................................................................................40
Métodos de ejecución.....................................................................................................40
Vibro sustitución ............................................................................................................40
Pilotes de grava..............................................................................................................40
Método constructivo clásico........................................................................................40
Conclusión .....................................................................................................................42
CAJONES PERFORADOS.......................................................................................................43
Los cajones abiertos........................................................................................................43
Los cajones cerrados.......................................................................................................44
Los cajones neumáticos ..................................................................................................44
TABLESTACAS.....................................................................................................................46
DEFINICION....................................................................................................................46
EFECTO DE LA PROFUNDIDAD DE HINCADO .....................................................................47
TABLESTACAS EN VOLADIZO(CANTILIVER).......................................................................47
TABLESTACAS ANCLADAS................................................................................................49
MÉTODO DEL SOPORTE LIBRE .........................................................................................49
CONCLUSIONES..............................................................................................................50
FUENTES............................................................................................................................51

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INTRODUCCION
Cuando tenemos terrenos irregulares donde se va a construir y el terreno resistente está
a mucha profundidad, se intentara previamente llegar a esa capa de suelo por medio de
pilotes para que la construcción no sea inestable y pueda ocasionarle problema a la
estructura como agrietamientos, desniveles y en el peor de los casos la caída del edificio.
Hay diferentes tipos de pilotes que podemos utilizar pero siempre hay que tener en
cuenta los tipos suelo y la edificación que se vaya a construir. La diferencia entre si son
pilotes por punta, pilotes por fuste (pilotes flotantes) que no pueden transmitir las cargas
a capas resistentes.
En las cimentaciones de pilotes por punta, las puntas del pilotaje se posan sobre estratos
firmes del terreno sin encontrarse capas más blandas a más profundidad. Se trata del
mejor tipo de cimentación sobre pilotes y el más seguro.
Los pilotes por fustes o flotantes no alcanzan un nivel resistente, sino que permanecen
“flotando” en extractos de terrenos muy comprensibles, sostenidos por el rozamiento
entre en fuste del pilote y el terreno. Siempre que sea posible debe la cimentación con
pilotes flotantes.

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DEDICATORIA
El presente trabajo está dedicado para
nuestros familiares, amigos y todas las
personas que siempre están con nosotros
para brindarnos su apoyo en esta etapa
importante de nuestras vidas.

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CARACTERISTICAS DE PILOTES
PILOTES DE MADERA
DEFINICION
Los pilotes de madera son troncos de árboles a los que sus ramas y cortezas se le han sido
cuidadosamentecortadas.Lalongitudmáximade lamayoríade lospilotesde madera es de 10
a 20 m. Paracalificaryserutilizadacomounpilote,lamaderadebeestarrecta,sanaysinningún
defecto.El Manual de prácticasnum.17 de la AmericanSocietyof´CivilEngineers(1959).Divide
los pilotes de madera en tres clasificaciones:
1. Pilotesde clase A: soportan cargas pesadas. El diámetro mínimo debe ser de 356mm.
2. Pilotesde claseB:se utilizanparasoportarcargasmedias.Losdiámetrosmínimosatope
debe ser de 305 a 330 mm.
3. Pilotesde clasec:se utilizanenlasobrasde construccióntemporales.Se puedenutilizar
de forma permanente para estructuras cuando el pilote está por debajo del nivel
freático. El diámetro mínimo a tope debe de ser de 305mm.
En cualquier caso, una punta del pilote debe de tener un diámetro no inferior a 150mm.
Los pilotes de madera no pueden soportar muchos esfuerzosde excavación; por lo tanto, la
capacidad del pilote se limita generalmente a alrededor de 220 a 270 kN. Se pueden utilizar
zapatas de acero para evitar daños en la punta del pilote (parte inferior). La parte superior de
los pilotes de madera también pueden ser dañadas durante la operación de excavación. Para
evitar daños en la parte superior puede utilizarse una banda metálica o capuchón. El
aplastamiento de las fibras de madera provocado por el impacto del martillo se conoce como
barrido.
Debe evitarse el empalme de ospilotesde madera,sobre todocuandose esperaque soporten
cargas de tensión o carga lateral. Sin embargo, si el empalme es necesario, puede hacerse
mediante el usode tuberíasde protección(FIGURA A) ocorreasde metal ypernos(FIGUA B).La
longitud de la cubierta de tubería debe ser al menos cinco veces el diámetro del pilote. Los
extremosque se empalmandebencortarse cuadradosparaque se puedamantenerel contacto
completo. Las porciones empalmadas deben cortarse cuidadosamente para que se ajusten
apretadamente en el inferior de la cubierta de tubería. En el caso de las correas y tornillos
metálicos, los extremos empalmados también deben cortarse en ángulos recto. Además, los
lados de la porción empalmada deben recortarse planos para colocarse las correas.

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Los pilotees de madera deben mantenerse en un buen estado de forma indefinida si están
rodeadosde suelossaturado.Sinembargo,enunambiente marinolospilotesde maderaestán
sujetos a ataques de diversos organismos y se pueden dañar de manera importante en unos
cuantos meses.
Los pilotes de madera son económicos, fáciles de transportar, manejar cortar a la longitud
adecuada,etc.YSonparticularmenteadecuadosparalugaresde difícilaccesoodondeel taladro
o el empleo de hormigón presentan problemas.
CARACTERITICAS
 PilotescortosybienhincadospuedenserlasoluciónmásadecuadaenTerrenosconun
nivel freático alto, o donde el firme se encuentra bajo un estrato de arena, arcillas
blandas o suelos orgánicos.
 Los pilotes de madera son resistentes a los Suelos ácidos o alcalinos, o los que tienen
alto contenido en sulfatos o dióxido de carbono libre.
 En terrenosde aluviónprofundos,dondelacapacidaddel piloteviene determinadapor
el rozamientoa lolargo del fuste,lospilotesde maderasonespecialmenteadecuados,
y especialmente de forma cónica y los que se empalman.
 El pinoyel roble puedendurarcasi indefinidamenteenel aguadulce,siempreycuando
estén constantemente sumergidos.
 Los pilotes de madera no son adecuados para terrenos duros como la arena densa.
 Los pilotes de madera también pueden utilizarse para mejorar el suelo y densificar
terrenos granulares disgregados o sueltos.
 Los pilotesde maderapuedensoportarcon seguridad de 5 a 30 toneladas por pilotes.
DURABILIDAD DE LOS PILOTES DE MADERA
Los pilotes de madera, cuando se colocan bajo el nivel freático sin ningún tratamiento, son
virtualmente inmune a la degradación biológica incluso los de especies no-durablesexcepción
hechade laalbura,la cual puede serdegradada,ymuylentamente,por bacteriasanaeróbicas.

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La parte de unpilotenotratadoque sobresaledelterrenoocambiasuscondicionesde humedad
es, sin embargo, vulnerable a la degradación. Es decir los pilotes de madera solo pueden ser
atacados si el nivel freáticoquedapordebajode las cabezasdurante periodosprolongadosde
tiempo. Esto a veces ocurre por desecación, extracción o drenaje.
Para solucionareste problemase suele rematarlacimentaciónconotro material manteniendo
el pilote por debajodel nivel freático:se usa normalmente hormigónmientrasenel pasadose
empleaba piedra o mampostería.
ESPECIES TRADICIONALES Y DURABILIDAD
Los árboles, especialmente la conífera, son pilotes naturales y tienen una gran resistencia en
relación a su peso. La madera se usa para pilotes porque es barata, fácil de obtener y fácil de
manipular maderas apropiadas para pilotes se encuentran en casi todo el mundo. El abeto, el
pinabeto y el pino,pueden tener hasta 30 m de longitud, el roble y otras maderas duras hasta
15m y el pino amarillo del sur hasta 25m; todas estas maderas se emplean para pilotes.
DISEÑO Y PUESTA EN OBRA DE PILOTES
En 1740 el holandés chnstoffoer polhem inventó el martillo de hincado de pilotes. Desde
entonceslatécnica se ha idomejorandoprogresivamente.Losclavadorasconvencionalespara
introducir los pilotes de madera son a base de un martillo de descarga con un peso 5 veces el
del propiopilote.Lospilotesde maderapuedensoportarconseguridadde 5a 30 toneladaspor
pilote. 100 a 500 kN para pilotes de coníferas.
Los martillosmecánicosse utilizanavecespara introducirlospilotesensueloscenagosospero
no son adecuados para coníferas.
Por su forma apuntada son particularmente adecuados para uso por fricción en terrenos
arenosos, cientos y arcillas, donde su capacidad de razonamiento en el fuste es fundamental
para su capacidad portante
Los pilotes de madera pueden hincarse también por sistemas vibraticos, empujados
hidráulicamente o por medio de aire comprimido o agua para ser puestos rápidamente en
servicio. Por otro lado los pilotes también pueden introducirse manualmente.
Los pilotes de madera pueden empalmarse longitudinalmente por medio de uniones, usando
cortas seccionesde tubode acero,angularesoplacashastaalcanzarel estratode carga(ofirme)
o desarrollar el suficiente rozamiento.

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PILOTES DE MADERA TRATADA
El tratamiento con inyección de creosota empezó en Inglaterra en 1838 para las traviesas de
ferrocarril; a partir de 1880 se empezó a utilizar para pilotes.
La impregnaciónconcreosotaesunodelosprocedimientosmáseficacesydemasduraciónpara
laprotecciónde lospilotesde madera.Generalmentese empleade 200a 400kg de creosotapor
m3 de madera que se introducen por vacío y presión
Cuandoel riesgoesmuyelevado,se sometenaunacombinaciónde arseniatode cobre seguido
por alquitrán de hulla y creosota: ambas sustancias, aplicadas bajo calor y presion, son
necesariasparaque lospilotesse conservenenaguasalada.Lasempresasofrecenunagarantía
de 15 a 25 años.
Los pilotes tratados con productos protectores que terminan debajo del terreno y encepadas
con hormigóntienenunaesperanzade vidavirtualmente indefinida,encualquiercasosuperior
a la de los edificiosque soportan,si bienpor ejemploempresasenEEUU garantizan mas de 00
años de vidade serviciode unpilote de madera trastada enun medioacuático permanente es
de cerca de 60 años según garantizan estas mismas empresas.
En el reino unido existe una norma de cálculo, a BS5268, cae puede usarse para calcular la
capacidad portante axial de los pilotes incluyendo los que sobresalen del terreno.
La tablasiguientedavaloresde resistenciaacomprensiónparalelaalafibraenalgunasespecies
disponibles conocidas.
Especies Tensión admisible (N/mm2)
Douglas fir 6.6
Alerce 7.5
Pino silvestre 7.5
Abeto sitka 6.1
Roble 10.5

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PILOTES DE CONCRETO PRECOLADO INSITU
DEFINICION
Son aquellos que se ejecutan en excavaciones previas realizadas en el terreno.
Uno del elemento más importante a tener en cuenta en la construcción de los pilotes de
concreto colados en el sitio es la calidad de los materiales que se utilicen en su
fabricación.
Además de cumplir con todas las normas establecidas en los códigos y reglamentos,
estos materiales deben adaptarse a las condiciones especiales de la construcción de
pilotes, tales como trabajo a profundidades considerables, condiciones de mucha
humedad, azolves del terreno, etc.
Existen muchos procesos para construir pilotes de concreto colados en el sitio.
METODOLOGÍAS DE LA CONSTRUCCIÓN DE LOS CONCRETO PRECOLADOS INSITU.
TAREAS PRELIMINARES
a) Obtenido el Estudio Geotécnico, se tomarán los siguientes datos:
1. Corte estratigráfico y nivel de la capa freática.
2. Características mecánicas del suelo.
3. Grado de agresividad del suelo.
4. Profundidad proyectada para la cimentación.
b) Limpiar y nivelar la superficie de trabajo, dejando una anchura conveniente para el
trabajo de la maquinaria a utilizar.
c) Se realizará una inspección de las construcciones aledañas a fin de comprobar que no
haya servicios que impidan o afecten los trabajos de construcción de pilotes; si fuese
necesario, se sustituirán los mismos.
Una vez se realizan dichas tareas previas, se procede con las actividades que componen
el procedimiento desde el inicio de la construcción de pilotes hasta su culminación.
TRAZO
Para construir estos pilotes es necesario hacer un replanteo de lazona y ubicar mediante
aparatos topográficos el centro de cada pilote. Se indica la ubicación, la profundidad de
perforación y de desplante, dicha referencia deberá mantenerse vista todo el tiempo
que sea necesario.
PERFORACIÓN
El tipo de perforación depende de las características que presentan los suelos.
Los métodos más utilizados son los siguientes:
a) En seco
Por lo general se utiliza sobre el nivel freático donde no existe el peligro de derrumbe o
socavación al perforar el pozo hasta el fondo, aunque en algunos casos se utiliza en

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suelos bajo el nivel freático todo y cuando la permeabilidad es tal que la filtración en el
pozo es mínima, mientras permanece abierto.
Técnicas para perforación en seco
 Perforación Rotatoria
Es una de las formas más usada para la construcción de pilotes, se emplean
generalmente dos tipos de perforaciones con sistema rotatorio:
- Con Barretón o Kelly de perforación; ya sea montada sobre orugas, sobre grúa o sobre
camión. En este caso, el Kelly puede ser de una sola pieza o bien telescópico de varias
secciones, con el cual se extrae de manera intermitente el suelo perforado.
-Con Hélice continua; montada sobre grúa o sobre oruga. El suelo se extrae de manera
continua, conforme se perfora el suelo.
Hasta la terminación del proceso de perforación, las herramientas de perforación están
entrando y saliendo del barreno para ser vaciadas en el exterior.
Las herramientas más comunes son las brocas de hélice y los botes; las primeras se
utilizan generalmente en condiciones secas ytienen laventaja de ser fácilmente llenadas
y vaciadas.
Las brocas están equipadas con una orilla de corte que durante la rotación rompe el
suelo, después de lo cual el suelo viaja a lo largo de las hélices, la broca se extrae
entonces del hueco excavado y se vacía por rotación rápida en el exterior, si el suelo
tiene alta plasticidad.
Pueden tener hélice sencilla o doble, de acuerdo a las condiciones del suelo y
usualmente tienen una punta inferior (stinger) qué previene cabeceos de la broca.
En estratos duros inclinados, es recomendable utilizar una punta más larga de lo usual,
con el fin de efectuar una perforación guía de menor diámetro.
La hélice de las brocas debe ser diseñada cuidadosamente para que el material suelto
pueda viajar hacia arriba, sobre la hélice sin resistencia. El número y paso de las hélices
varía ampliamente, dependiendo del tipo de suelo por perforar.
En nuestro medio existen brocas de diámetro de 40 cm, 60 cm, 80 cm, 1.0m, 1.20 m,
1.50 m, 1.60 m y hasta con una longitud de profundidad de 45m).
Cuando se encuentran suelos muy duros puede alternarse el barreno con botes corona,
los cuales son abiertos de abajo y poseen dientes para realizar los cortes no posibles con
barreno. Posterior al proceso de perforación se introduce el bote de perforación con el
cual se extrae el material suelto depositado en el fondo de la excavación.
 Trepano Manual
Este método consiste en realizar la perforación a través de una herramienta sencilla
manipulada directamente por uno o dos hombres, a la cual se le llama comúnmente
como: “pala”. Este trepano está formado por tubos metálicos que poseen conexiones
en sus extremos para ensamblarlos hasta profundidades de 10 mts. En su extremo
superior posee dos barras horizontales que permiten aplicar una fuerza par, la cual hace
que el trépano ubicado en su extremo inferior rote y corte el material. Cuando este
trepano se llena de material, es extraído a la superficie para depositar el material
excavado. Este proceso se repite hasta alcanzar la profundidad requerida. Estos
trépanos se encuentran disponibles en diámetros hasta de 40 cm. Son fabricados de
acero en un taller de mecánica, generalmente con poco control de calidad. Este método
se utiliza en la industria de la construcción tales como: viviendas y pequeños edificios y
donde es necesario colar muchos pilotes de diámetros reducidos.

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b) Con agentes fluidos (lodos, agua, aire o polímeros)
En situaciones en que no se puede protegerse la excavación con tubería, y en que las
paredes de la perforación son inestables ya sea por la presencia de agua freática o por
sus desfavorables propiedades mecánicas, se utilizan agentes fluidos.
Técnicas de perforación con agentes fluidos
 Lodos Utilizando lodos a base de bentonita o polímeros.
En situaciones en que no se puede proteger la excavación con tubería, y en que las
paredes de la perforación son inestables, se utilizan lodos bentóniticos.
Estos lodos ejercen presiones hidrostáticas que ayudan al sostenimiento de las paredes.
Siempre deben controlarse las propiedades de los lodos por su viscosidad,densidad, PH,
contenido de áridos.
Para que funcionen adecuadamente, es necesario poseer una determinada carga
hidráulica de lodos, ya que cuando nos encontramos con un nivel freático, debe ubicarse
la plataforma de trabajo desde donde se aplican los lodos, a una distancia de 1.50 a 2.00
metros sobre el nivel de carga.
Cuando se aplica lodos bentonitícos se requiere el montaje de una planta productora de
lodos al ritmo requerido para el proyecto, requiere una planta desarenadora, equipos
de bombeo especiales para recircular lodos desde el fondo de la perforación, un
laboratorio de campo y técnicos especializados capaces de medir en todo momento las
características de los lodos y las implicaciones de las mismas para las actividades de
perforación y colado de los pilotes.
La bentonita es una arcilla coloidal la cual contiene una gran cantidad de
monmorillonita. Por lo general, para hacer los lodos, se utilizan una bentonita
Durango o similar. Al ser mezclada con agua, forma un coloide con moléculas de
bentonita intercaladas con moléculas de agua. Al someterse a presión, las placas de
bentonita hidratadas se adhieren al terreno mientras que las moléculas de agua se
introducen en el terreno y por último, al prolongar este contacto, se forma una película
de bentonita comúnmente denominada “cake”.
Esta capa se comporta como una película de estanqueidad y permite que la mayor
presión hidrostática dentro de la perforación, mantenga estables las paredes y evite
cualquier desprendimiento de las mismas.
c) Entubados
En caso donde los suelos son menos competentes o para evitar derrumbes y
socavaciones, se debe de colocar un entubado protector temporal. Esta tubería debe de
tener suficiente grosor de pared como para resistir la presión del suelo, la presión
hidrostática y los efectos dinámicos de la construcción.
Los diámetros a partir de los cuales se considera colocar tubería son: 80 cm., 1.0 m, 1.20
m y 1.50 m.

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Técnicas de perforación con entubados
 Entubado Vibratorio
Se conecta la parte superior del ademe, generalmente de un espesor de 10 a 15 mm, a
un vibrador que tiene un par de mordazas. Las vibraciones verticales de alta frecuencia,
producidas por elvibrador, reduce la fricción entre el ademe y el suelo, permitiendo que
el primero penetre en el segundo por peso propio, más el del vibrador.
Dado que la reducción de la fricción lateral es más pronunciada en arenas y gravas
sueltas a medias, así como en arcillas y limos blandos, el uso de vibradores es
predominante en este tipo de suelos.
Elvolumen de sueloafectado por las vibraciones asícomo laprofundidad de penetración
del ademe, depende de la energía que transmite el vibrador. En general, el límite
superior para hincar ademes con este procedimiento, está alrededor de 2 m. de
diámetro, y profundidades de 20 mts.
 Entubado Oscilatorio
Con este procedimiento, el ademe se sujeta con un collar circular, que es operado
hidráulicamente, y rotado alrededor de 20° en direcciones alternas.
Simultáneamente el ademe es empujado dentro del suelo por gatos hidráulicos.
El ademe se coloca en secciones, usualmente de 6 mts, de tal manera que permita
perforar dentro del mismo, antes de continuar colocándolo. Estas secciones se unen
entre sí hasta alcanzar la profundidad deseada, por medio de collares con insertos
cónicos para tornillos. Elespesor de lapared de estos ademes, para trabajo pesado, está
entre 40 y 60 mm.
La máxima capacidad de perforación con este método es de 30 mts. De profundidad y
con diámetro máximo de Ø 2.5 m.
Moldes para pilotes precolados in situ.
 Con tubo recuperable:
Son pilotes de desplazamiento, donde seutilizatubos metálicos, seintroduce en el suelo
ya sea por rotación o por hincado evitando que penetre suelo o agua en la entibación;
luego de construir el pilote y verter el concreto en este, se extrae el tubo o molde.
En la actualidad, existe una variedad de pilotes con tubos recuperables, a continuación
se mencionaran algunos de los más comunes.
• Pilotes Simplex
• Pilotes Express
• Pilotes Vibro
• Pilotes Franki
 Con tubo no recuperable:
Como su nombre lo indica, son aquellos pilotes que fabricados en el lugar de la obra
mantienen el tubo empleado para el ademe, formando parte del pilote, dicho tubo se
hinca con su punta inferior tapada.
Entre los pilotes más comunes con tubo no recuperable tenemos:
• Pilotes Cobi de Mandril Neumático.
• Pilotes Raymond.

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PILOTES SIN MOLDE (PERFORADOS)
Los pilotes perforados resultan más favorables en suelos donde la cohesión deberá ser
suficiente para permanecer abierto durante la perforación, inspección y el colado del
concreto, además los suelos no deben tener filtraciones de agua. Con este método se
evitan inconvenientes como el ruido y vibraciones que generan los equipos para el
proceso de perforación con ademes.
Entre algunas ventajas con el método de perforación sin ademe tenemos:
- Económicos, si la cantidad de pilotes es reducido.
- Espacio reducido para trabajar y maquinaria de menor costo.
- Mediante la perforación se conocen los estratos del terreno.
- Se pueden lograr perforaciones a profundidades hasta de 30 metros.
- No hay peligro de vibraciones del suelo en edificaciones aledañas
Armaduría
 Acero de Refuerzo
El acero de refuerzo se debe proteger contra la oxidación y otro tipo de corrosión antes
de colar el concreto, debe estar libre de suciedad, grasa, aceite u otros lubricantes o
sustancias que puedan limitar su adherencia al concreto.
 Armaduras de los pilotes
Los pilotes generalmente trabajan a compresión, la armadura es similar a la de las
columnas o pilares. Sin embargo, es necesario que la armadura sea capaz de soportar la
flexión que se produce en el transporte del izado del pilote como también los esfuerzos
por flexión producidos por las fuerzas horizontales.
La armadura se compone de barras longitudinales colocadas en la periferia y de estribos
transversales o espirales en algunos casos.

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 Manejo y Colocación de Armadura
El acero longitudinal se colocasobre apoyos y semarca los espaciamientos establecidos;
seguido a ello, se realiza el amarre con el espiral hasta lograr la longitud requerida del
pilote.
En cuanto a los empalmes y traslapes de varillas y estribos estarán regidos bajo las
especificaciones del ACI 318 sección 7.10.4.5 y sección 12.14.3.
Se debe colocar los separadores (comúnmente en nuestro medio son llamados helados)
estos, deberán estar colocados con un espaciamiento entre 1‐ 1.5 m sobre lo largo de la
armadura, no deberán coincidir en una misma sección transversal.
 Rigidizadores y ganchos para izaje.
En aquellos casos donde las longitudes y el diámetro de la armadura de los pilotes son
grandes, se le amarran en posición diametral dos ganchos en el extremo superior de la
armadura, es decir, el extremo que servirá como cabeza del pilote. La finalidad de los
rigidizadores es que la armadura permanezca sin deformarse, y evitar movimientos o
desplazamiento tanto del acero longitudinal como transversal.
Cuando ya se tiene listo en elemento estructural, se procede a conectar los ganchos con
los de la grúa para transportarlo hasta la excavación. Al momento de introducirla se
debe retirar los rigidizadores, en la fotografía 4.16 se muestra la colocación de la
armadura mediante una grúa.
Concreto
Para iniciar el proceso de colado del concreto, se verifica si la perforación contiene
azolves o recortes sedimentados en el fondo originados por la colocación de la
estructura. Es necesario hacer una limpieza cuidadosa en fondo, mediante herramientas
apropiadas, como por ejemplo utilizando un “airlift”. El colado se realizará por
procedimientos que eviten la segregación del concreto y la contaminación del mismo
con el lodo estabilizador de la perforación o con derrumbes de las paredes de la
excavación. Se llevaráun registro de lalocalización de los pilotes o pilas,las dimensiones
relevantes de las perforaciones, las fechas de perforación y de colado, la profundidad y
los espesores de los estratos y las características del material de apoyo.
En la actualidad, se han desarrollado mezclas de concreto y métodos de colado
especiales para cimentaciones profundas. Se han adoptado mezclas con alta
trabajabilidad además se utilizan aditivos que permiten que el concreto fluya con
facilidad entre el acero de refuerzo y en el contacto con el suelo.
En El Salvador, la resistencia del concreto utilizada para pilotes es de 210kg/cm2 a 280
kg/cm2 con revenimientos mayores a los 15 cm.
Es importante que el agregado pase libremente entre los intersticios del acero de
refuerzo, para que logre ocupar todo el volumen excavado para la pila, por lo que se
recomienda que el tamaño máximo de los agregados no sea mayor de 2/3 partes de la
abertura mínima entre el acero de refuerzo o del espesor del recubrimiento, lo que sea
más pequeño.
Existen varios métodos para lacolocación en secodel concreto; éstos sepueden realizar
por medio de recipientes especiales que descargan por el fondo, las cuales se movilizan
con ayuda de malacates o con grúas.
Se pueden utilizar tuberías de cono, segmentadas llamadas comúnmente
“trompas de elefante“, o bien bombas para concreto y debe colocarse en una sola
operación continua.

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Durante el vaciado del concreto, se extrae poco a poco el ademe metálico (en caso de
haberse usado), siempre manteniendo una carga de concreto dentro del ademe. Para
este caso, es suficiente con una tolva o embudo y una tubería para garantizar que la
mezcla no segregue ni golpee contra el acero.
Tubo Tremie
Cuando es necesario colar bajo agua o lodos, el método más usado es el llamado
“tremie”, es un procedimiento práctico para colocar concreto bajo agua, sin embargo
también es utilizado para condiciones en seco.
El tubo tremie debe ser un tubo de acero, en tramos de 1 m a 6 m con uniones
herméticas, de preferencia lisas;estoes para que no tengan coples salientes que puedan
atorarse con elacero de refuerzo. Se aconsejaque eldiámetro del tubo seapor lo menos
seis veces mayor que el tamaño máximo del agregado grueso del concreto.
El tubo tremie se introduce en el interior de la armadura se bajan en tramos de tubos
acoplables hasta el fondo de la perforación, se coloca la tolva en su parte superior, se
obtura unión tolva con cañería mediante tapete (embudo). Luego se vuelca el concreto
en la capacidad de la tolva, se retira el tapete y en forma continua se inicia el llenado del
pilote. El volumen de concreto que se carga por tolva se desliza hacia el fondo
desplazando el agua y posibles impurezas hacia el exterior (superficie). A medida que
avanza elllenado sevan retirando los tubos, estando siempre el tubo puntera sumergida
evitando de esta forma el contacto con el agua.
 Sistema de hélice continua
El método es usado sobre todo en terrenos donde las paredes de la excavación son
inestables y el colapso de las mismas hace imposible hacer una excavación de las
dimensiones requeridas.
Elmétodo consisteen perforar con una barrena helicoidalcontinua hastala profundidad
final del pilote, en una sola maniobra. Al llegar a la profundidad final del pilote se
procede a bombear concreto a través de la barrena, cuyo centro es hueco, al mismo
tiempo que la barrena va siendo retirada de la perforación. Al tener la perforación llena
de concreto se procede a introducir la armadura de refuerzo con el cable auxiliar de la
perforadora y mediante un vibrador accionado hidráulicamente

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El procedimiento de colado del concreto mediante barrena continua, es el siguiente.
1. Perforación con la hélice continúa hasta la profundidad requerida.
2. Bombeado del concreto a través de la broca.
3. Extracción de la hélice sin rotación.
4. Vibración o colocación del acero de refuerzo con separadores dentro del concreto
fresco.
El proceso general de construcción de los pilotes comprende:
• Confección de la armadura del pilote.
• Ubicación topográfica del pilote a perforar.
• Perforación.
• Hormigonado del pilote.
• Introducción de la armadura de refuerzo.
• Limpieza materiales procedentes de la perforación.
• Protección del pilote.
El proceso requiere una logística muy bien coordinada, sobre todo con el suministro de
concreto ya que no se puede perforar un pilote si no se cuenta en sitio con el concreto
premezclado listo para ser colocado.
El sistema permite sostener la excavación en todo momento, ya que la barrena sirve
como ademe temporal y al ser ésta retirada de la excavación es el concreto el que
mantiene las paredes estables. Para colocar el concreto se requiere una bomba de un
caudal de hasta 80 m3/hora y que permita bombear hasta una altura considerable
donde se encontrará la cabeza de rotación de la máquina, en donde está la conexión de
la manguera de concreto con la barrena hueca. El vibrador hidráulico permite que la
armadura baje suavemente y sin ser sometida a grandes esfuerzos.
Ventajas del método de “barrena continua”:
‐ Evita la utilización de lodos de perforación.
‐ Evita la entubación temporal.
‐ Rendimientos elevados.
‐ Puede ejecutarse en cualquier tipo de suelo blando.
‐ Puede ejecutarse bajo nivel freático.

17
PILOTES PERFORADOS
A) Generalidades:
Los pilotesmoldeados necesitan,parasuhincado,máquinasmolestasyruidosasque pueden
provocar vibracionesenlasedificacionescircundantes.
Los pilotes perforados no presentan ninguno de estos inconvenientes; ofrecen, en cambio,
múltiples ventajas.
La diferenciaentre un pilote moldeadoyunpilote perforado,esque laperforaciónse realiza
con extracciónde tierra.
B) Tipos:
Pilotes perforados encamisados
Este procedimiento de construcción de pilotes se realiza perforando el terreno y colocando
una camisa o entubación paracontenerlas paredesde la perforación.Podríandistinguirsedos
tipos, los que recuperan la entubación o los que dejan dicha entubación perdida.
 Pilote in situ de extracción con entubación o camisa recuperable: Este tipo de pilote se
ejecutaexcavandoel terrenoyutilizandounacamisa(tubometálicoamodode encofrado),
que evita que se derrumbe la excavación. Se recomiendan en terrenos que por su
consistenciasufrendesprendimientosyse desmoronandurantelaexcavación,yaseaporla
baja consistenciadel terrenooporla presenciadel nivel freático.Sonhabitualesdiámetros
de 450 mm a 2.000 mm.

18
La excavación en terrenosblandosy mediosse realiza mediante el uso de barrenas de
hélice cortas.Encasode terrenosmásdurosse hace necesarialainclusiónenlabarrena
de dientes con puntas de widia. En terrenos muy competentes y roca se utiliza una
corona circular con puntas de widia.
La principal particularidad de estos pilotes consiste en que mientras se perfora se va
introduciendoenel terrenounatuberíade sostenimiento tambiéndenominadacamisa.
Los primerosmetrosde laperforaciónse realizanporhincacontapónde grava.Unavez
alcanza la profundidad objetivo se realiza la limpieza del fondo de la excavación
mediante el uso de un cazo (“bucket”).
Posteriormente al limpiadodel fondose procede aintroducirlaarmadurade acerocon
laayudade unequipoauxiliar(grúa).Paragarantizarelrecubrimientomínimonecesario
de la misma,se levanta20 cm sobre el fondode laexcavaciónyse colocan separadores
para su correcto centrado.
Colocadalaarmadura,comienzael hormigonadoyse extraerálaentubaciónde manera
que siempre quedeunmínimode dosdiámetrosde hormigóndentrodeella.Paraverter
el hormigón dentro de la perforación correctamente evitando segregaciones y
exudaciones, se utiliza un tubo “Tremie”. Este tubo se introduce por dentro de la
armadura hasta alcanzar el fondo de la perforación. A continuación se comienza a
bombear el hormigón que debe ser de consistencia fluida.
A la vez que avanza la fase de hormigonado se va subiendo simultáneamente el tubo
Tremie, pero teniendo la precaución de mantenerlo siempre unos dos metros
introducidoenelhormigónfresco.A lavez,sevaextrayendolatuberíade sostenimiento
manteniéndolasiempre pordebajodelnivel delhormigónfresco.Así,se consigue evitar
cortes en el hormigonado por el desprendimiento de las paredes de la perforación.
Cuando el hormigón alcanza la cota de la rasante del terreno se concluye con el
hormigonado.

19
Este tipode pilote muyrecomendable paraempotramientosenroca,pilotesaperforar
en zonas con bolos, estratos cementados, en incluso en zonas con rellenos muy
heterogéneos como escolleras.
 Pilote insitude extraccióncon camisa perdida: Se ejecutapor el mismosistemadel tipoin
situ de extracción con entubación recuperable,con la diferencia de que la camisa metálica
no se extrae, sino que queda unida definitivamente al pilote. Usualmente como pilotaje
trabajandoporpuntaapoyadoenrocao capasduras de terrenoysiempreque se atraviesen
capas de terrenoincoherente finoenpresenciade agua,oexistaflujode aguay en algunos
casos con capas de terreno coherente blando; cuando existancapas agresivas al hormigón
fresco. La camisa se utilizará para proteger un tramo de los pilotesexpuesto a la acción de
un terreno agresivo al hormigón fresco o a un flujo de agua. La longitud del tubo que
constituye la camisa será tal que, suspendida desde la boca de la perforación, profundice
dos diámetros por debajo de la capa peligrosa.
Pilote de extracciónconfluidosestabilizadores
Los pilotesperforadossinentubaciónconfluidosestabilizadores,permitenexcavarenterrenos
inestables o con nivel freático alto, debido a las propiedades expansivas y tixotrópicas de los
fluidos empleados, que ayudan a contener las paredes. Estos fluidos presentan propiedades
tixotrópicas en la bentonita y propiedades iónicas en los polímeros.
Los fluidosestabilizadorespuedenserutilizadosparaestabilizarlaexcavaciónentodasualtura
o bien una parte. Durante la construcción del pilote el nivel de lodos debe mantenerse en un
nivel apropiado, siempre por encima del nivel freático al menos de 1,0 a 1,5 m. Este
procedimiento es aplicable de preferencia en terrenos finos sin estratos granulares gruesos
libres de matriz fina o grandes bloques.
Una vez acabada la perforación, se introduce la armadura y se hormigona utilizando la tubería
tremie hastael fondode la perforación.Latubería se va subiendoamedidaque se hormigona,
procurando que su boca inferior esté embebida un mínimo de 4 m dentro de la columna ya
hormigonadaparaevitarposiblescortesdurante el hormigonado.Laconsistenciadel hormigón
debe ser fluida. Durante el hormigonado debencontrolarse nuevamente las características de
loslodosde bentonitaparaevitarcontaminacionesenel hormigón.Losdiámetrosutilizadosen

20
este tipo son, de 45 a 125 cm, aunque la maquinaria actual permite pilotes de diámetros
mayores.
Se puedenalcanzarprofundidadessuperioresa50 m, enfunciónde lascaracterísticas del Kelly
telescópico que sostiene la herramienta de perforación.Sin embargo hay que tener en cuenta
lacomplicaciónque suponeel usode lodosbentoníticosamedidaque aumentalaprofundidad.
Su uso es habitual como pilotaje trabajando por punta, apoyado en roca o capas duras de
terreno.Cuandose atreviesencapasblandasque semantengansindesprendimientosporefecto
de los lodos.
Fases de ejecución:
1. Excavacióncon cuchara y vertidode lodoenlaexcavaciónparaextracciónde la tierra.
2. Cambiode lodocontaminadoylimpiezadel fondodel pilote
3. Introducciónde lasarmaduras.
4. Hormigonadodesde el fondomediantetuboTremie yrecuperacióndel lodo.
5. Pilote terminado.
Para garantizar la estabilidadde laperforación,el nivel del lododebe estar siempre próximoal
nivel de coronación del murete-guía, debiéndose mantener constante, por lo que es preciso
aportar lodosamedidaque se excavael terreno.Además,se precisaunacentral de tratamiento
de lodos que permita el control de la calidad de los lodos (mediante su viscosidad y contenido
en finos) y la regeneración de los lodos contaminados.

21
Para la perforación y extracción de tierras se utilizan cucharas, barrenas cortas o buckets. Los
restosde la excavaciónse vandepositandoenel fondode lamisma,porloque es fundamental
la limpiezade lapunta del pilote. Parasulimpiezase utilizanbombasde fondoque permitenla
extraccióndel lodocontaminadoylaincorporacióndelodoregenerado. Puedenemplearse para
ellosistemasde circulación directaque introducenlodosfrescosporla puntaque desplazanal
lodo contaminado, que sale por la cabeza, o sistemas de circulación inversa que lo hacen
aspirando el fango contaminado del fondo y alimentan con fango fresco por la cabeza.
Pilotesperforadosconbarrenacontinua
Es un pilote perforado con barrena continua tipo hélice hasta la profundidad solicitada
(“Continuous Flight Auger“, CFA). Se trata de un pilote muy usado en España, siempre que
tratemos con terrenos flojos, como arenas o arcillas. Se hormigona a través del núcleo de la
barrena,mientraséstase vaextrayendo,paraposteriormente colocarlaarmaduraenhormigón
fresco con el apoyo de un vibrador hidráulico (lo cual implica una consistencia blanda del
hormigón). La punta de la barrena queda introducida varios diámetros dentro del hormigón
durante su puesta en obra. Este procedimiento resulta muy interesante respecto a otras
tipologíasencuanto al tiempo de ejecución. Los diámetros habituales son de 350 a 1200 mm.
Se recomiendaunadosificaciónmínimade cementode 380Kg/m3y uncono de 18 a 20 cm, con
un árido máximo de 12 mm si es de cantera y 20 mm si es de gravera. Es muy importante
garantizaruna correcta bombealibidad del hormigón para introducirlo a través de la barrena.

22
Este pilote presenta numerosas ventajas que hacen que sea una tipología muy empleada en
cimentaciones profundas. Entre otras se pueden destacar las siguientes:
• Noesnecesarioel usode una entubaciónode lodostixotrópicosenterrenosinestables, pues
la propia barrena permite la contención del terreno.
• Se puede controlar en todo momento la presión y volumen de hormigonado.
• Permiten realizar el empotramiento del pilote en estratos consistentes.
• Elevado rendimiento, lo que permite plazos de obra muy razonables.
En cuanto a las fases de ejecución, son las propias del pilotaje con barrena continua:
• Posicionamiento y aplome de la máquina para garantizar la verticalidad en la perforación.
• Perforación hasta la profundidad especificada.
• Bombeo del hormigón por el interior de la barrena y extracción simultánea de la barrena
helicoidal, que lleva alojada en sus álabes el terreno perforado. El hormigón se encuentra en
todomomentoencontactoconlabarrenahelicoidal.Debecombinarselavelocidaddeascensión
de labarrena,el caudal yla presióndel hormigónparaevitarcortesenel fustedel piloteosobre
secciones y excesos de hormigón innecesarios.
• Colocación de la armadura en el hormigón.

23
PILOTES DE DESPLAZAMIENTO
DEFINICION
LosPilotesde DesplazamientosonlosPilotesquese construyensinextraerlastierrasdel terreno
y tienen dos sistemas de ejecución diferentes.
Los sistemas de ejecución de los pilotes de desplazamiento son:
1. Pilotes de desplazamiento con azuche.
Se utilizan cuando los pilotes poseen diámetros pequeños (se considera entre 30 y 65 cm.
aproximados) y el terreno es resistente pero poco estable.
Se ejecuta la hinca con una entubación que posee un azuche de punta cónica o plana en su
extremo inferior, la entubación puede ser metálica o de concreto.
El azuche posee un diámetro exterior mayor en aproximadamente 5 cm. que el pilote, con la
parte superiorcilíndricayapreparadapara introducirenel extremo inferior de la entubación.
Congolpesde mazaomartillose hincadesdelaparte superiorde laentubaciónyse encajahasta
la profundidad que se requiere para el pilotaje.
Luegose extrae laentubaciónconlaprecauciónde que quede unmínimode concreto igual a 2
vecesel diámetrointerior;de estamanerase impidelaentradade aguapor la parte inferior.La
forma de extraerla entubaciónescon un golpe enla cabeza, lograndoel efectode vibradodel
concreto.
Que se necesita para construir pilote de desplazamiento con Azuche:
– Barras de acero corrugado, diámetro de acuerdo a especificaciones técnicas.
– Hormigón según especificaciones de diseño estructural.
– Maquinaria,personal yequipoparaperforaciónycolocaciónde pilotesde desplazamientocon
azuche.
– Puntas cónicas, existen algunas con diseño patentado como las fundex.
Procedimiento de Instalación y ejecución del Pilote de desplazamiento con Azuche
1. Replantear y trazar los ejes para los pilotes
2. Hincar la tubería hueca mediante golpescon la maza o martillo hasta llegar al terreno de
rechazo o soporte, debe haber un azuche en la punta con forma de cono. Se consigue el
desplazamiento de tierra a medida que se hinca la camisa o tubería hueca.
3. Colocar la armadura hasta el fondo del pilote.
4. Hormigonara la vez que se extrae la tubería,el hormigón debe teneruna consistenciaseca,
golpear la tubería para que esta haga de vibrador.
5. Descabezar el pilote.

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6. Protegerlacabeza del pilote reciénhechofrenteatemperaturaspordebajode los3 grados,
o a eventuales rozamientos.
7. Limpieza de sobrantes.
Precio Pilote de desplazamiento con Azuche
45€/m aproximadamente, para pilotes de diámetro 35cm, en terreno blando.
Usos Pilote de desplazamiento con Azuche
Cimentaciones profundas donde es aconsejable el uso de pilotes hechos in situ, y/o hay
variabilidad de profundidad requerida.
Características
-El diámetro exterior del azuche debe ser igual del diámetro del pilote más 5cm.
-Los diámetros de pilotes están entre 30 y 65 cm.
-La longitud del pilote depende del límite de la resbaladera sobre la que desliza la tubería, en
torno a 22m como máximo.
-La longitud de la armadura debe ser mayor de 6m o de 9 veces el diámetro.
-Usohabitual comopilotajede pocaprofundidadtrabajandoporpuntase apoyaenrocaocapas
duras, tras atravesar capas blandas.
- Uso habitual comopilotaje trabajandoporfuste en:terrenosgranularesde compacidadmedia
o en terrenos con capas alternadas coherentes y granulares de alguna consistencia.
-Puede perforar estratos duros.

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2. Pilotes de desplazamiento con tapón de gravas.
Este sistema se realiza por una hinca y entubación por golpe sobre un tapón de gravas u
concreto, introducido antes en la entubación.
El concreto se coloca enpequeñastongadasy se va compactando hasta obtenerun tapón que
debe tener como mínimo tres veces el diámetro del pilote.
Con la presión ejercida por las paredes del tubo se va progresivamente efectuando un
desplazamientolateral del terreno,llegandoconel tubo hasta laprofundidadcalculadaparael
pilotaje.El golpede mazadesalojael tapón deltuboyquedaensanchadalapuntade lospilotes.
Luego se coloca la armadura, se quita la camisa y se realiza la hormigonada por tongadas.
Finalmente se apisona o se vibra para garantizar la continuidad del cuerpo del pilote.
Se procede a extraer el tubo cuidando que quede un mínimo de concreto que deberá ser el
doble de su diámetro interno, para impedir el ingreso de agua por la parte inferior de la
entubación.
Características
-Se debe utilizar un Hormigón de consistencia seca o plástica.
- Los diámetros de pilotes están entre 30 y 65 cm.
-La longitud del pilote depende del límite de la resbaladera sobre la que desliza la tubería, en
torno a 22m como máximo.
-La longitud de la armadura debe ser mayor de 6m o de 9 veces el diámetro.
-Uso habitual comopilotaje trabajandoporfuste en:terrenosgranularesde compacidadmedia
o en terrenos con capas alternadas coherentes y granulares de alguna consistencia.
-Nose recomiendaensueloscohesivos,eneste casolacompactaciónenla base no es posible.

26
PILOTES COMPUESTOS: concreto y madera
 Sonde una combinaciónde unpilote de aceroomaderaenel tramoinferioryunpilote
de concreto, fabricado "in situ", en el tramo superior.
 De estamaneraesposible combinarlaeconomíadel pilote de madera colocadobajoel
nivel del aguasubterránea,conladurabilidaddel hormigónsobre elaguaocombinarel
bajo costo del pilote de hormigón fabricado "in situ" con la gran longitud o
relativamente mayor resistencia en la hinca del pilote de tubo o de perfil H.[1]
 Así, las secciones compuestas de concreto y madera pueden usarse cuando el nivel
freático no esté más profundo de 15 o 20 m, límite que suele considerarse para la
sección de concreto de un pilote compuesto; si el nivel freático está más profundoya
sería conveniente pensar en un pilote solo de concreto. [2]
 La cabeza del tramo inferior debe protegerse durante la hinca; la junta entre ambos
tramos debe hacerse hermética para que no penetre el suelo o el agua; debe
mantenerse una buena alineación entre los dos tramos para evitar que se formen
ángulosy la unióno empalme debe sertan fuerte como la más débil de las partes que
une. [1]
PILOTES DE PUNTA DE ACERO
Definición de pilotes
Los pilotes son miembros estructurales, de acero en este caso, con un área de sección
transversal pequeña, comparada con su longitud, y usualmente se instalan utilizando una
piloteadora, que tiene un martinete o un vibrador. A menudo se hincan en grupos o en filas,
conteniendo cada uno suficientes pilotes para soportar la carga de una sola columna o muro.
(Peck, Hasen y Thornburn)
Condiciones del suelo que requiere la cimentación profunda
Las cimentacionesporpilotaje se utilizancuandosucede algunade las siguientes condiciones:
 El estrato o estratos superiores del suelo son altamente compresibles y demasiado
débiles para soportar la carga transmitida por la superestructura.
 Se quieren reducir o limitar los asientos del edificio.
 Existe peligro inminente de licuación de suelos, es decir, presencia de arenas sueltas y
nivel freático alto.
 Presencia de suelos colapsables.
 La permeabilidaduotrascondicionesdelterrenoimpidenlaejecucióndecimentaciones
superficiales.
 Las cargas son muy fuertes y concentradas.
 Hay presenciade suelosexpansivos,lascimentacionesconpilotesse considerancomo
una alternativa cuando éstos se extiendenmás allá de la zona activa de expansión y
contracción.
 Las cimentacionesde algunasestructurasestánsometidasafuerzasde levantamiento.
 Hay presenciade fuerzashorizontales,las cimentacionesconpilotesresistenporflexión
mientras soportan aún la carga vertical transmitida por la superestructura.

27
 Se quiere evitar los daños que puede sufrir una futura excavacióna la cimentación de
una edificaciónadyacente;eneste casoel pilotellevalacargade la cimentacióndebajo
del nivel de excavación esperado.
 Se desea proteger estructuras marinas como muelles, atracaderos contra impactos de
barcos u objetos flotantes.
PILOTES DE ACERO
Los pilotes de acero son generalmente a base de tubos o de perfiles H laminados.Los
pilotesde tubose hincanenel terrenoconsusextremosabiertosocerrados.Lasvigasde acero
de patín ancho y de secciónI tambiénse usan; sinembargo,se prefierenlosperfilesHporque
los espesores de sus almas y patines son iguales.
Existen dos tipos:
LOS PILOTES DE SECCIÓN EN H:
Son usualmente preferidos debido a que el espesor del alma y el de las alas son
relativamente pequeños,locual favorece la penetración en la masa de suelo, produciendo el

28
mínimo desplazamiento, levantamiento y presión lateral.
1.1. Características
 Alta resistencia en la punta: recomendables cuando se requerido atravesar capas de
suelo duro o para que penetren en roca medianamente meteorizada.
 El área de la seccióntransversal de estos pilotesespequeña,conuna alta resistenciaa
la deformación:
 Facilitalahinca a travésde vetasduras cementadas,troncosde madera,capasfinasde
roca parcialmente meteorizada.
 Pueden penetrar también gravas densas, roca blanda.
 Las cargas de trabajo varían de 40 a 150 toneladas.
 Pueden soportar hasta el límite elástico del acero.
Valor promedio de la capacidad portante de pilote de acero.
o La longitud la limita solamente el hincado requerido, por tanto son fácilmente
manejable con respecto al corte y extensión de la longitud.
o Son sencillos de unir, por consiguiente, constituyen una buena opción cuando la
longitud requerida es mayor que 18m.
1.2. Desventajas

29
o Dificultad para controlar la corrosión.
o Poca disponibilidad (no es muy comercial)
o El material es relativamente caro.
o Alto nivel de ruido durante el hincado.
o Son susceptibles a la corrosión.
o Los pilotesde perfilHse dañano reflexionanrespectoala vertical durante el hincadoa
través de estratos duros u obstrucciones mayores.
1.3. Secciones comunes de pilotes de sección H
1.4. Proceso constructivo
1.4.1. Izaje.
.
1.4.2. Hincado.
Se realizamediante hincado. La hincade lospilotesse hacencon losmodernosequiposde
caída libre, donde una maza de peso variable entre 4 y 6 toneladas es elevada por un sistema

30
simple de cable,o bienmediante losmás avanzadosmétodosde accionamientohidráulico,de
elevado rendimiento y control, o también mediante martillos vibratorios o diesel.
Ventajas del hincado:
 El material del pilote puede ser inspeccionado antes de introducirlo en el suelo.
 Es estable en suelo exprimible.
 No se daña con el levantamientodel terrenoocasionadoporel hundimientode pilotes
adyacentes.
 El procedimiento de construcción no se ve afectado por el agua subterránea.
 Pueden ser llevados fácilmente por encima del nivel del terreno, especialmente en
estructuras marítimas.
 Pueden ser hundidos en longitudes muy largas.
Desventajas del hincado:
 Se pueden romper durante hundimientos difíciles, o peor aún pueden sufrir daños
 mayores no visibles en condiciones difíciles de hundimiento.
 No son económicossi la cantidad de material enel pilote depende de losesfuerzosde
manejo y hundimiento más que de los esfuerzos de la carga permanente.
 El ruido y la vibración durante el hundimiento pueden causar molestias o daños.
 El desplazamiento de suelo durante el hundimiento de pilotes en grupo puede dañar
estructuras adyacentes o causar levantamiento de pilotes adyacentes al levantar el
suelo.
 No pueden ser hundidos en diámetros muy grandes.
 No se pueden hundir en condiciones de poco espacio
Hincado de pilote mediante martillo diésel
1.4.3. Empalme
Los pilotes de acero, pueden empalmarse mediante soldadura o mediante pernos.

31
Figura(a):al empalmehechoconsoldadura,donde dosperfilesH,seanunidosmediante dos
pedazos de láminas de acero soldadas a ambos perfiles, con soldadura continua
figura(b): muestra la unión de dos perfiles H, mediante pernos y planchas de acero
PILOTES DE TUBO
Pueden ser hincados en el suelo con su extremo cerrado o abierto. En la mayoría de los
casos, estos pilotesse hincan con el extremo inferior cerrado por una placa plana o una punta
cónica.La placa planaesmás económicay tiende aformaruna punta cónicade sueloamedida
que se hinca el pilote.
También unas planchas formando una X, soldadas al extremo del tubo, ayudan al pilote a
penetrar gravas, capas cementadas y capas de roca.
Valor promedio de la capacidad portante de pilote de acero.

32
Figuras: (d) punta de hincado plancha. (e) punta de hincado cónica.
1.5. Condiciones de uso
Los tubos circulares con extremo inferior abierto, se emplearán cuando es esencial un
desplazamiento mínimo del suelo.
En este casoel sueloque vapenetrandoenel tubo,debeextraerse aciertosintervalospara
impedirque se empaquetencomouna especiede tacosyhagan que el pilote se hinque comosi
estuviera cerrado en la punta.
1.6. Características
Sus características son:
1. Son ligeros, fáciles de manipular e hincar y se pueden cortar y empalmar fácilmente.
2. Son más rígidosque lospilotesH y no se desvíantan fácilmente cuandoencuentranun
obstáculo.
3. Puedeninspeccionarinteriormentedespuésdehincadosyantesde colocarelhormigón.
1.7. Desventajas
a) Estructural
 La corrosión reduce el área efectiva de la sección transversal.
b) Constructivas
 Extracción del material de fondo cuando son se hincan abiertos.
 Si el hincado no es centrado, parte del perímetro donde recibe la mayor energía, se
plastifica más rápidamente, formándose una especie de cordón en el borde.
 Un martillodescentradoformaráunaespecie de cordónen el extremodel tubodonde
golpea el martillo, y el tubo se inclinará.
 El pilote se puede rajar o se deforma longitudinalmente.
 Los pilotes de tubo, deben ser hincados de manera que la masa debe golpear
perpendicularmente sobre el centroide de la sección.
2. PROCESO DE PILOTES DE ACERO

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2.1. Izaje.
.
2.2. Hincado.
Se realizamediante hincado. La hincade lospilotesse hacencon losmodernosequiposde
caída libre, donde una maza de peso variable entre 4 y 6 toneladas es elevada por un sistema
simple de cable,o bienmediante losmás avanzadosmétodosde accionamientohidráulico,de
elevado rendimiento y control, o también mediante martillos vibratorios o diesel.
Ventajas del hincado:
 El material del pilote puede ser inspeccionado antes de introducirlo en el suelo.
 Es estable en suelo exprimible.
 No se daña con el levantamientodel terrenoocasionadoporel hundimientode pilotes
adyacentes.
 El procedimiento de construcción no se ve afectado por el agua subterránea.
 Pueden ser llevados fácilmente por encima del nivel del terreno, especialmente en
estructuras marítimas.
 Pueden ser hundidos en longitudes muy largas.
Desventajas del hincado:
 Se pueden romper durante hundimientos difíciles, o peor aún pueden sufrir daños
 mayores no visibles en condiciones difíciles de hundimiento.
 No son económicossi la cantidad de material enel pilote depende de losesfuerzosde
manejo y hundimiento más que de los esfuerzos de la carga permanente.
 El ruido y la vibración durante el hundimiento pueden causar molestias o daños.
 El desplazamiento de suelo durante el hundimiento de pilotes en grupo puede dañar
estructuras adyacentes o causar levantamiento de pilotes adyacentes al levantar el
suelo.
 No pueden ser hundidos en diámetros muy grandes.
 No se pueden hundir en condiciones de poco espacio

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Hincado de pilote mediante martillo diésel
2.3. Empalme
Los pilotes de acero, pueden empalmarse mediante soldadura o mediante pernos.
Figura(a):al empalmehechoconsoldadura,donde dosperfilesH,seanunidosmediantedos
pedazos de láminas de acero soldadas a ambos perfiles, con soldadura continua
figura(b): muestra la unión de dos perfiles H, mediante pernos y planchas de acero

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La fig.c,presentael casotípicode empalmeparapilotescirculares,dondeelempalmese realiza
mediante un anillo metálico que se suelda en ambos extremos de los tubos.
CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE PILOTES DE PUNTA
 La capacidadúltimade lospilotesdependecompletamente de lacapacidadde soporte
de carga del material subyacente.
a)Pilote de punta en roca; b)Pilote de punta en capa de suelo duro
 Transmite cargas a través de agua o suelos blandos hasta estratos con suficiente
capacidad portante, por medio del soporte en la punta del pilote.

36
 Si en vez de un lecho de roca, se encuentra un estrato muy compacto y duro a una
profundidad razonable, los pilotes se pueden prolongar algunos metros dentro del
estrato duro.Los pilotesconpedestalesse puedenconstruirsobre el lechodel estrato
duro y la carga última del pilote se puede expresar como:
Qu = Qp + Qs
Donde:
Qp = carga soportada en la punta del pilote
Qs = carga soportadapor lafricciónsuperficial desarrolladaenlosladosdelpilote (causadapor
la resistencia cortante entre el suelo y el pilote)
Si Qs es muy pequeña:
Qu ≈ Qp
En este caso, la longitud requerida del pilote se puede estimar con precisión si se
dispone de registros apropiados de la exploración del subsuelo.
OBRAS PERUANAS CON PILOTES DE ACERO
CHIMBOTE-PERÚ
Hincado de pilotes metálicos/nuevo horno eléctrico de 30 ton
PROPIETARIO: SIDERPERU-GERDAU. 2010
EMPRESA EJECUTORA: PSV Constructores S.A.
Hincado de 148 pilotes de acero.
LIMA-CALLAO-PERU
Pilotaje submarino en el cuerpo 44 de la Línea Submarina de Varado, para fijar la pasteca de
bajada del carro de varada. Varadero Maggiolo Oquendo
EMPRESA EJECUTORA: R&M Proyectos

37
DRENES VERTICALES
La construcciónde unterraplénoestructurainduce unapresiónadicional sobre lossuelos
cohesivosypuede causarasentamientosresidualesalargoplazodurante lavidaútil de la
estructura.Un programa de precarga puede serdiseñadoparainducirestosasentamientosen
un tiempoaceleradoyasíreducirlosasentamientosresidualesalargoplazoa valores
aceptablesparala estructura.
Teoría de la consolidación
Cuandose aplicauna carga sobre unsueloarenoso,el asentamientoinducidoescasi
inmediatoycasi elástico.Porel contrario,lasestructurasylos edificiosconstruidossobre
sueloscohesivos(comoarcillasolimos) saturadosseránsometidosaasentamientosdurante
un largoplazocon una disminuciónconstantede lavelocidadde asentamiento.Este fenómeno
de asentamientosalargoplazopor disipacióndelexcesode presiónde poroenlossuelos
cohesivosbajounacarga constante se llama“consolidación”.Engeneral,lossueloscohesivos
son saturadosy,por tanto,losasentamientosocurrensolamentesi unaparte del agua es
expulsadade loshuecosentre losgranosde suelo.
Debidoa labaja permeabilidadcaracterísticade lasarcillas,lareducciónde lapresión
intersticial esunprocesomuylentoque puedeextenderse alolargode variosaños despuésde
la aplicaciónde lacarga.
Procedimiento de ejecución
El sistemade Drenaje Vertical,utilizadoensuelospocospermeables,facilitaladisipaciónde
laspresiones intersticialesdel terrenoypermite asíaumentarlavelocidadde consolidación.
Los drenesverticalesprefabricadossonmechasde material plásticootextil ysecciónplanao
cilíndricay puedenalcanzarprofundidadesde másde 50 m. Dependiendodeltipo yde la
composiciónde lossuelos,se puedentambiéninstalardrenesde arenaode grava.

38
1. Los drenesverticalesprefabricadosse hincanestáticamenteenel suelomediante un
tubometálico(casing).El tubose colocasobre un mástil sujetadoal brazode una
excavadora.
2. En la base del tubo,lamecha drenante esfijadaaun anclaje de acero.Cuandose
alcanzala profundidadrequerida,se empiezalaextraccióndel tuboylabase del dren
quedacolgadadel suelograciasa su anclaje.Cuandoel tubohasidototalmente
extraídodel suelo,se cortael drenunos20 cm por encimade laplataformade trabajo.
3. En el caso de unhincadoestáticosimple,laresistenciade puntade lascapas
penetradas,incluyendolaplataformade material granular,debesermenora5 MPa.
En el caso de sueloscompactos,se puede utilizarunsistemade vibro-hincadorobien
realizarperforacionesprevias.
La instalaciónde losdrenesverticalesdebecombinarseconunasobrecargatemporal para
alcanzar unaconsolidaciónprimariaparcial o total,así comoinducirvariasdécadasde
consolidaciónsecundaria.
Programa típico de consolidación
1. Instalaciónde drenesverticalesprefabricadoshastalabase de lossuelosblandos
segúnunaretícula y una profundidaddeterminadasporlosestudiosde diseño
(reduccióndel tiempode consolidaciónyaumentode lapermeabilidadaparentede
lossuelos).
2. Instalacióndel rellenode precargaporfases(debidoal riesgopotencialde
deslizamiento) yde unacarga adicional de sernecesario.

39
La evoluciónentiemporeal de losprincipalesparámetrosgeotécnicos(asentamientos,
presionesintersticiales,desplazamientoshorizontales) se registradurante el procesode
consolidación.El monitoreodel rellenopermite validarcadaetapade la colocaciónde la
sobrecargay así cumplirconlas normasde seguridadconrespectoa la estabilidadde los
taludes.
Además,el monitoreopermiteunacalibracióndel diseñoporretroanálisisteniendoen
cuentalas observacionesde campo,loque permite optimizarlaejecuciónde los trabajos.
DRENES VERTICALES
Esta clase de drenajesse utilizaenloscasosenque se busca drenarun suelofinoconrapideza
la vezque se aplicauna carga con el ánimode aumentarsuresistenciaal esfuerzocortante.Es
otra manerade acelerarel asentamientoporconsolidaciónde estratosde arcillablanda
normalmente consolidadosylograrlapre compresiónantesde laconstrucciónde la
cimentacióndeseada.
 Consiste en reemplazar suelo de baja capacidad por columnas de grava que aportan
rigidez.
 Usadas generalmente en suelos finos y arenas limosas.
 Las columnas son separadas usualmente entre 6 y 10 ft (1,8 y 3,0 m)

40
Función
 Reducen asentamientos instantáneos
 Aumentan estabilidad de taludes
 Liberanpresiónde poros al comportarse como drenesde grava frente a cargas cíclicas
(suelos potencialmente licuables)
 Aumentan resistencia al corte
Ventajas
 En caso de napasaltas,no producenondas dinámicas que dañen estructuras cercanas
 Se pueden tratar depósitos de 30 m normalmente
 No es necesario realizar grandes cambios de suelo
 No hay problema con estructuras adyacentes
Desventaja
 Asentamiento de largo plazo
Métodos de ejecución
 Vibro sustitución
 Pilotes de Grava
Vibro sustitución
 Se utiliza un vibrador que penetra por peso y vibración
 La vibración horizontal se genera utilizando pesosexcéntricos que rotan por mediode
motores
 A medida que se forma la columna, ésta se compacta lateralmente contra el suelo
Pilotes de grava
Método constructivo clásico
1. Los drenesde arenase construyen taladrandoagujerosatravésde losestratosde
arcillaenel campo a intervalosregularesylosagujerossonrellenadosconarena.Esto
se logra de variasmaneras:a) Por perforaciónrotatoriayluegorellenandoconarena
b) Por perforaciónconbarrenasde paso continuoconvástago huecoy luego
rellenandoconarena(atravésdel vástagohueco) c) Hincandopiloteshuecosde acero;
el suelodentrodel piloteesexpulsadoconchorrosde agua y despuésse procede a
rellenarloconarena.
2. Despuésde rellenarconarenalosagujerosperforados,se aplicaunasobrecargaenla
superficie delterreno.Estasobrecargaincrementalapresiónde porodel aguaenla
arcilla
3. El excesode presiónde porodel aguaenla arcillase disipapordrenaje,vertical y
radial,hacialosdrenesde arena,lo que acelerael asentamientodel estratode arcilla

42
Para determinarlasobrecargaque debe aplicarse alasuperficie del terrenoyel tiempoque
tiene que sermantenida,usarlaecuación:
En la fórmulalas variacionesrepresentanlassobrecargas,mientrasque el valorde Uv,resel
grado promediode consolidación.Si Uv,rpuede serdeterminadoparacualquiertiempot2,la
sobrecargatotal se obtiene comose muestraacontinuación:
Para una sobrecargay duraciónt2, dadas,el grado promediode consolidacióndebidoa
drenaje enlasdireccionesvertical yradial es:
Donde:
Ur = grado promediode consolidacióncondrenaje radial únicamenteUv=gradopromediode
consolidacióncondrenaje vertical únicamente.
NOTA:
El sistemade drenaje de arenapermite lamezclade componentesparalamejorade suelo,
como agentesyagentesanti separación,conlaarena que quedaenunrevestimiento.Sin
embargo,lainstalaciónde losdrenesde arenapuede alterarmucholaestructuradel suelo;ya
que,puede disminuirsupermeabilidadysuresistencia,yaumentarlacompresibilidad.La
alteraciónesespecialmente grande si losdrenesse formanconunmandil que desalojael
suelo.El noconsideraro no disminuirestosefectosdesfavorableshadadoporresultadomalas
instalaciones.
Conclusión
 Las columnas de grava como expresamos anteriormente son uno de los
métodos más factibles para mejorar la estabilidad de los suelos, debemos
recordar que un suelo en el cual no se ha trabajado ni se ha sometido a
fuerzas externas mayores a su capacidad de soporte este en algún
momento va a tratar de buscar su estabilidad acción que provocara la falla
de la estructura. Por ello el objetivo del empleo de estas columnas es
mejorar esa calidad de soporte así como también la reducción de los
asentamientos.

43
CAJONES PERFORADOS
Los cajones se dividen en tres tipos principales: cajones abiertos, cajones cerrados y cajones
neumáticos.
Los cajones abiertos
Son pilas de concreto que permanecen abiertas en sus partes superior e inferior durante la
construcción. El fondo del cajón tiene un borde cortante. El cajón se entierra en su lugar y el
suelo del interior se retira por medio de cucharones de almeja hasta alcanzar el estrato de
apoyo. Los cajones pueden ser circulares, cuadrados, rectangulares u ovalados. Una vez
alcanzadoel estratode apoyo,se vierteconcretoenel cajón(bajoagua) paraformarunselloen
su fondo.Cuandofraguael concretodel sello,el aguadentrodel cajónse bombeahaciaafuera.
Se vierte entonces concreto en el cajón para llenarlo.
FIGURA Cajón abierto.

44
Los cajonesabiertospuedenextenderse agrandesprofundidadesyel costo de construcciónes
relativamente bajo, sin embargo, una de sus principales desventajas es la falta de control de
calidadsobre el concretovertidopara formarel sello.Además,el fondodel cajónnollegaaser
limpiadocompletamente.Unmétodoalternativode construcciónde cajonesabiertoseshincar
varias tablaestacas para formar una zona encerrada que se llena con arena a la que se llama
generalmente isla de arena. El cajón se entierra entonces a través de la arena hasta el estrato
deseadode apoyo,procedimientoalgoparecidoal hincadode uncajóncuandolasuperficie del
terreno está arriba del nivel freático.
Los cajones cerrados
Sonestructurascon fondocerradoy se construyenentierrayluegose transportanal sitiode la
construcción.Se entierrangradualmenteenel sitiollenandosuinteriorconarena,balasto,agua
o concreto. El costo de este tipo de construcción es bajo. La superficie de apoyo debe estar a
nivel, y si no lo está, debe nivelarse por excavación.
FIGURA Cajón cerrado.
Los cajones neumáticos
Se usan generalmente para profundidades de entre 50 y 130 pies (15—40 m). Este tipo se
requiere cuando una excavación no logra mantenerse abierta porque el suelo fluye al área
excavada más rápidamente de lo que puede ser removido. Un cajón neumático tiene una
cámara de trabajo en el fondo que tiene por lo menos10 pies (3m) de altura. En esta cámara,
los trabajadores excavan el suelo y cuelan el concreto. La presión de aire en la cámara se
mantiene suficientemente alta para impedir que el agua y el suelo penetren en ella. Los
trabajadoresusualmente notienenmolestiasseverascuandolapresiónenlacámarase elevaa
15 Ib/puig2 (100 kN/m2) por encima de la presión atmosférica.

45
FIGURA Cajón neumático.
Más arriba de esta presión se requieren periodos de descompresión cuando los trabajadores
salen de la cámara. Cuando se requieren presiones en la cámara de aproximadamente 44
lb/puIg2 (300 kN/m2) por arriba de la presión atmosférica, los trabajadores no deben
permanecerdentrodelacámarapormásde 1a2 horasporperiodode trabajo.Lostrabajadores
entranysalende lacámarapormediode unaescaleradentrodeuntubode acero.Éste también
se usa para retirar el suelo excavado y para la colocación del concreto. En grandes
construcciones, más de un tubo es necesario; se proporciona una antecámara de compresión
en cada uno de ellos. Los cajones neumáticos se entierran gradualmente conforme avanza la
excavación.Cuandose alcanzael estratode apoyo,la cámara de trabajose llenacon concreto.
El cálculo de la capacidad de carga de los cajones es similar al de las pilas perforadas.

46
TABLESTACAS
DEFINICION
Una tablestaca es un elemento estructural esbelto, usado como elemento de retención
temporal o definitivo. Se emplean para mantener una diferencia de nivel importante con un
taludvertical;siempre que noseaposibleformarun taludoconstruirunmurode gravedad,por
restricciones de espacio o por requerimientos del proyecto. Dos ejemplos típicos se muestran
en la figura
Las tablestacas pueden hacerse de madera, concreto o acero. Las de madera solo se emplean
para muros que no sobrepasan los tres metros de altura y en excavaciones temporales
apuntaladas. Las tablestacas de acero son las más empleadas debido a su resistencia a las
operaciones de hincado, ligereza, durabilidady que pueden ser reutilizadas. Las de concreto
armado son mucho más pesadas y difíciles de manejar que las anteriores.Además, durante su
hincado desplazan un volumen grande de suelo, lo cual dificulta su aplicación en suelos
compactos.

47
De acuerdocon el métodode construcciónuna tablestacapuede ser “rellenada”o“excavada”.
En el primertipo,se retirael material necesarioparallegaral nivel de dragado,a continuación
se hinca la tablestaca y posteriormente se rellena el respaldo. En el segundo tipo, se hinca la
tablestaca, después se rellena y finalmente se retira el material ubicado al pie
EFECTO DE LA PROFUNDIDAD DE HINCADO
En el diseñode unatablestacase conoce apriori,condiversosgradosde aproximación,laaltura
del muro, tipo de relleno, empuje, posición del nivel freático y las cargas externas; quedando
comoincógnita,únicamente,laprofundidadde hincado.Consuficienteprofundidadde hincado
y rigidezdelmuro,cualquiertablestacase sostendrásinnecesidadde anclajeoapuntalamiento.
Lo anterior aunque técnicamente posible, desde el punto de vista económico puede no ser
conveniente.Entodo caso lo mejores contar con una balance adecuado entre profundidadde
hincado,rigidezde latablestacaynúmerode anclas,que conduzcanal menorcosto posible del
sistema en conjunto, con un margen de seguridad que refleje la importancia de la obra y las
consecuencias de la falla.
Cuando la profundidad de hincadoes pequeña,la deflexión es similar a la de una viga elástica
vertical cuyo soporte inferior es tipo pasador.A las tablestacas que cumplen esta condiciónse
lesdenominade “soporte libre”.Porotro lado,si el hincadose llevaa una profundidadtal que
lavigamencionadase acerquealacondiciónde empotre,latablestacase denominade“soporte
fijo”. En el primer caso (soporte libre) la tablestaca podrá fallar por flexión o por falta de
resistencia pasiva en el pie. En el segundo caso (soporte fijo), la falla solo se puede presentar
por flexión del muro.
TABLESTACAS EN VOLADIZO (CANTILIVER)
Antes de iniciar con el estudio de las tablestacas ancladas, es importante conocer su
comportamientocuandonoloestán.De ahípuede darse elsiguientepasohacialacomprensión
de las primeras, ya que la necesidad del anclaje deriva de las limitaciones (de tipo económico)
para soportar una masa de suelo con un muro en voladizo.Un muro en voladizo no tiene más
restricciónal movimientoque laque puede ofrecerle laresistenciapasivadel sueloenlaparte
hincada. El movimiento que sufre este tipo de muros no es muy diferente del necesario para
desarrollar el estado activo. Esto significa, que sí son aplicables las teorías de empuje
tradicionales.Conbase eneste hecho,se planteael problemade determinarlaprofundidadde
hincado necesaria para que un muro flexible sin soporte alguno se encuentre en equilibrio
estático. A continuación se describe un método muy simple para determinar el diagrama de
presiónefectivo,paraunmuroencantilivercuyorellenoesunmaterialpuramente friccionante.
En la figura 9.23a se muestra la geometría del muro y su relleno. Suponiendo que el muro es
perfectamenterígido,cabeesperarunadeformacióncomolamostradaen9.23b.Porinspección
se deduce laexistenciade unpuntode contraflexióncubicadoacierta profundidadapartirdel
fondo de la excavación. A continuación, se traza por c una línea horizontal que define cuatro
regiones,numeradasdel1al 4.Se observaque en1y4el murose recargaenel suelo,generando
un estado de empuje pasivo. Por el contrario, en 2 y 3 el suelo es quien empuja al muro, el
estadode presiónesel activo.A partir de A y B se trazan sendosdiagramasde presiónactivay
pasiva, tal como se muestra en 9.23c. De estos diagramas se remarca la parte donde se

48
correspondenconlaregiónque cruzan,el resultadode estose observaen9.23d.Los diagramas
pueden sumarse, con lo cual adoptan la configuración de 9.23e.
La tablestaca,enrealidad,noesperfectamenterígida,porlocual,el diagramade presionesreal
se asemeja más al mostrado en 9.23f. El método descrito, no obstante, es suficientemente
aproximado para efectos prácticos, sobre todo, cuando el análisis se realiza a mano por no
disponer de equipo de cómputo y/o software especializado.
Conocidaladistribuciónde presionesde unoyotroladode latablestaca,se procede arevisarel
equilibrio estático. La suma de fuerzas horizontales y de momentos con respecto a cualquier
punto,debe ser cero enambos casos. El equilibriode fuerzasverticalesnose revisacuandose
hace la hipótesisde que elrespaldodel muronotiene fricción.Enrealidad,existeciertafricción
entre el muro y el relleno, con lo cual el suelo “se cuelga”, por así decirlo, del muro y trata de
identarlo aún más; con ello el problema para a ser uno de capacidad de carga.
Si se cumple conel equilibrioestáticose tienelasoluciónenloque respectaalaprofundidadde
hincado. A continuación se procede al diseño estructural del muro, para lo cual es necesario
conocer los elementos mecánicos. Nos interesa conocer el diagrama de momentos y su valor
máximo ya que una falla por flexión es más critica que una por cortante. Se llega así a las
propiedades de la sección requeridas (área y módulo de sección) y con ellas se selecciona el
perfil comercial que mejorse ajuste.Lamáximaalturarecomendableparaunmuro envoladizo
varía entre 4 y 6 metros, debido al rápido incremento en la profundidad de hincado y en el
momento flexionante. Para ejemplificar esto, se calcularon las profundidades de hincado y los
diagramas de momentos para una serie de tablestacas en voladizo con alturas de entre 2 y 7
metros.

49
Tablestaca en voladizo, hincada en material homogéneo en respaldo y cimentación
El material de relleno y de cimentación es una arena medianamente compacta con un peso
volumétrico (γ) igual a 17 kN/m3, sin cohesión.
TABLESTACAS ANCLADAS
Se vio en la sección precedente que no es conveniente utilizar muros en voladizo cuando el
desnivel es muy grande, debido a los altos momentos desarrollados y al incremento en la
profundidadde hincado.Unaformaefectivade atacarestosdosproblemasesrestringiendolos
desplazamientosdel muroenciertospuntosbienseaconpuntalesoconanclas,enloque sigue
se estudia la segunda opción.
Fig. 9.28 Aplicacionesde lastablestacasancladas.Retenciónde rellenopormediode unmuro
flexible (a) y estabilización de una excavación profunda (b)
MÉTODO DEL SOPORTE LIBRE
De todoslosprocedimientosparael diseñode tablestacasancladas,elmétododelsoportelibre
es el más antiguoy conservador(Tschebotarioff,1973). En este métodose asume que el suelo
pordebajodel nivelde excavaciónesincapazde ofrecerrestricciónal desplazamientodelmuro.
El análisis comienza proponiendo una profundidad de hincado d. Luego, se determinan los
diagramasde presiónpasivaenel respaldoyactivadelante del pie.A continuaciónse establece
unasuma de momentosconrespectoal puntodonde elanclase conectaconel muro(Ec.9-29).
Cuando dicha suma de momentos vale cero la tablestaca se encuentra en equilibrio límite. La
fuerzaTque tomael anclase determinahaciendoladiferenciaentreel empujeactivoyel pasivo
(Ec. 9-30). La profundidad d se acostumbra incrementarla en un 20 o 30% como factor de
seguridad.

50
Fig. 9.29 Diagrama de cuerpo libre de la tablestaca anclada para su anális is
Ecuación de momentos:
Ea ∗ e1 − Ep ∗ e2 = 0
donde,
Ea = empuje activo
Ep = empuje pasivo
e1 = distancia de la resultante Ea al punto c
e2 = distancia de la resultante Ep al punto c
Ea − Ep = T
donde,
T = Fuerza que toma el ancla por unidad de ancho del muro
CONCLUSIONES
El problemafundamental enel diseñode una estructurade retención,esla determinacióndel
empuje ejercido por el suelo, la forma del diagrama de presión y la manera en que esta se
distribuye entre loselementosde anclaje.Antesde procederal diseñode unsistemade anclaje,
deberá verificarse si el talud o corte, puede o no, sustentarse por si solo con un adecuado
margen de seguridad. La distribución de la presión en los muros flexibles anclados es muy
diferente de la obtenida mediante la teoría de Rankine. Ésta se asemeja más a la forma de los
diagramasde presiónaparentemodificadosapartirde losinicialmentepropuestosporTerzaghi
y Peck.El uso de anclasenmuros de retenciónflexibles,disminuye loselementosmecánicosde
éste y por tanto la sección necesaria de la tablestaca. También hay una reducción en la
profundidad de hincado.
El diseño más económico posible es aquel en que se tiene un buen balance entre sección del
muro, profundidad de hincado y número de anclas.

51
FUENTES
 http://infomadera.net/uploads/articulos/archivo_4747_15790.pdf?PHPSESSID=94244a
3ef5f50754ca47c6545e8943df
 http://www.elconstructorcivil.com/2011/02/pilotes-de-madera.html
 http://infonavit.janium.net/janium/TESIS/Licenciatura/Chavez_Rodriguez_David_44650.
pdf
 http://dspace.uclv.edu.cu/bitstream/handle/123456789/3424/Ahmed%20Fuentes.pdf?
sequence=1&isAllowed=y
 http://www.ingenierocivilinfo.com/2012/10/pilotes-de-concreto.html
 mecánica de suelos autor brajam
 Escuela Técnica Superior de Edificación Madrid Cimentaciones profundas: PILOTAJE IN
SITU
 Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Geológica
CIMENTACIONES
 http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/jspui/bitstream/132.248.52.100/2004/1/monroy
salgado.pdf
 http://victoryepes.blogs.upv.es/tag/pilotes-cpi-8/
 http://victoryepes.blogs.upv.es/2015/01/30/pilotes-perforados-de-camisa-recuperable-
pilote-cpi-4/
 http://victoryepes.blogs.upv.es/2015/02/05/pilote-de-extraccion-con-fluidos-
estabilizadores/
 http://victoryepes.blogs.upv.es/2013/12/06/pilotes-perforados-encamisados/
 http://canalconstruccion.com/pilotes-de-desplazamiento-con-azuche-o-punta-
conica.html
 http://www.construmatica.com/construpedia/Pilotes_de_Desplazamiento
 http://www.construaprende.com/docs/trabajos/306-pilotaje-cimentaciones-
profundas?start=6
 Mecánica de Suelos Tomo2: Teoría y aplicacionesde la mecánica de suelos. (2011).
Juárez B.-RicoR.
 http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/1985/1985_abril_3235_02.pdf
 http://www.elconstructorcivil.com/2013/01/tipos-de-cajones-pilas.html

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